略論飛機(jī)座艙的設(shè)計(jì)方法

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1.高原運(yùn)行需關(guān)注的適航規(guī)章要求

CCAR25.841：增壓座艙和隔框在正常操作情況下的最大使用高度必須滿足艙內(nèi)壓力高度不超過8000f（t2438m）。CCAR25.841：如果申請(qǐng)?jiān)?5000ft(7600m)以上運(yùn)行的合格審定，則飛機(jī)必須設(shè)計(jì)為在增壓系統(tǒng)任何可能的失效情況發(fā)生后乘員不會(huì)經(jīng)受到座艙壓力高度超出15000ft(4500m)。CCAR25.841(b)(6)：駕駛員和飛行工程師工作位置處的警告指示器，當(dāng)超過壓差的安全值或預(yù)先設(shè)定值時(shí)，以及超過座艙壓力高度限制值時(shí)能發(fā)出指示。座艙壓差指示器上相應(yīng)的警告標(biāo)記，要滿足對(duì)壓差限制的報(bào)警要求：音響或目視信號(hào)（座艙高度指示裝置除外）要滿足對(duì)座艙壓力高度限制的要求，當(dāng)座艙壓力高度超過10000ft時(shí)向飛行機(jī)組發(fā)出警告。

2.適航規(guī)章

座艙壓力高度15000ft（4500m）是人能承受的外部壓力的極限，超出該極限（一定時(shí)間內(nèi)），人會(huì)因氣壓過低，嚴(yán)重缺氧導(dǎo)致呼吸困難，直至有生命危險(xiǎn)。所以當(dāng)座艙壓力高度極限超過安全值或超出預(yù)先設(shè)定的壓差和座艙壓力高度極限時(shí)，要為機(jī)組提供警告指示。提示機(jī)組采取相應(yīng)措施，避免產(chǎn)生傷害。背景座艙壓力高度的限制是由人的生理要求決定的，座艙壓力高度8000ft（2438m）是使人比較舒適的壓力環(huán)境。

3.高原機(jī)場(chǎng)自身情況與適航規(guī)章的沖突

按規(guī)章規(guī)定，座艙壓力高度極限的警告設(shè)置為10000ft。在正常運(yùn)行期間，當(dāng)座艙壓力高度超過10000ft（3048m）的時(shí)候，飛機(jī)使用座艙高度傳感器和顯示及機(jī)組警告軟件就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)警告級(jí)別的EICAS信息“座艙高度”以及一個(gè)音響警告。提醒飛行員座艙高度超出限制，需采取進(jìn)一步的操作但在高高原機(jī)場(chǎng)（海拔高度在8000f（t2438m）及以上），當(dāng)飛機(jī)在海拔高度均已超出10000f（t3048m）的機(jī)場(chǎng)在起飛或著陸期間，座艙壓力高度等于機(jī)場(chǎng)高度，此時(shí)座艙壓力高度會(huì)觸發(fā)機(jī)上告警系統(tǒng)出現(xiàn)“座艙高度”的“誤”警告。此類告警的出現(xiàn)會(huì)擾亂高高原機(jī)組，并有可能產(chǎn)生錯(cuò)誤操作。所以合理的處理飛機(jī)在高高原機(jī)場(chǎng)運(yùn)行（起飛、降落）時(shí)的適應(yīng)性首當(dāng)其沖。

4.座艙壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)座艙的高度限制功能，當(dāng)座艙高度達(dá)到或超過14350ft時(shí)將自動(dòng)關(guān)閉排氣活門，在考慮公差的情況下，保證降落階段不會(huì)超過15000ft。在自動(dòng)控制系統(tǒng)失效后，可轉(zhuǎn)入手動(dòng)控制模式，飛行員可通過控制面板上的手動(dòng)旋鈕控制排氣活門，滿足座艙增壓需要。飛機(jī)在起飛階段時(shí)座艙壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)已處于高高原模式（起飛機(jī)場(chǎng)高度高于2438m（8000ft））座艙告警高度為起飛機(jī)場(chǎng)海拔高度+1000ft，并限制在10000ft到14500ft之間，以滿足當(dāng)座艙壓力高度等于機(jī)場(chǎng)高度時(shí)產(chǎn)生不必要的告警，同時(shí)在CAS信息出現(xiàn)“高原模式”告知飛行員目前系統(tǒng)狀態(tài)及座艙壓力告警值的提高。起飛過程中當(dāng)飛機(jī)高度低于起飛高度減去1524m（5000ft），座艙將維持預(yù)定的預(yù)增壓高度。當(dāng)飛機(jī)起飛10min或者飛機(jī)高度高于5000ft時(shí)，飛機(jī)由起飛進(jìn)入爬升狀態(tài)，此時(shí)座艙高度降低至8000ft或者更低，巡航階段將保持在這一高度，同時(shí)告警高度將重新調(diào)整到10000ft。同時(shí)CAS信息“高原模式”將被取消。上述階段座艙壓調(diào)均由自動(dòng)控制程序完成，無需飛行員進(jìn)行任何操作。在降落階段將繼續(xù)維持此告警直至平原降落。在自動(dòng)控制系統(tǒng)失效后，可轉(zhuǎn)入手動(dòng)控制模式，飛行員可通過控制面板上的手動(dòng)旋鈕控制排氣活門，滿足座艙增壓需要。飛機(jī)在高高原起飛高高原降落整個(gè)飛行過程運(yùn)行時(shí)，壓調(diào)系統(tǒng)將在飛機(jī)的起飛、爬升、下降、降落四個(gè)階段采用高原模式控制，對(duì)飛機(jī)的座艙高度告警值進(jìn)行重設(shè)。起飛時(shí)告警值的高度將設(shè)定為起飛機(jī)場(chǎng)海拔高度+1000ft，降落時(shí)告警值的高度將設(shè)定為降落機(jī)場(chǎng)海拔高度+1000ft，且限制在10000ft到14500ft之間。在巡航階段，座艙高度將保持在8000ft以下，告警值將重新設(shè)定為10000ft，以滿足適航的要求。當(dāng)自動(dòng)控制程序失效后，飛行員可通過手動(dòng)控制控制飛機(jī)座艙高度以滿足需求。

作者：曹丹燕單位：上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院